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创新简讯 | GEN3 运动学和柔顺性挠度测量系统

2025-03-18 13:40:00·  来源：MTS系统公司  
　

高级地面车辆性能产品经理Charlie Groepper将带您了解MTS第三代乘用车K&C系统的新特性和功能。

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Q1：MTS系统公司正如何调整其车辆动态测试和仿真解决方案产品组合，以更好地适应不断变化的汽车发展趋势？ 答：一项重要的调整是我们最近推出的下一代乘用车运动学和柔顺性(K&C)挠度测量系统。我们的K&C平台的重新设计源自一项计划，该计划旨在以更具成本竞争力的系统设计来提高性能，同时保持我们传统系统的数据准确性和运行效率。第三代重新设计的启动还使我们能够处理三十年来客户的反馈，并在多个方面提升性能。最终的Gen3 K&C机采用了与传统型号相同的卓越独立平台运动概念，可提供最佳的测试灵活性，并结合了一系列机械上的改进，使之非常适合对快速发展的电动汽车悬架和底盘进行特性分析。



1742183282651650.jpegQ2：传统K&C设计与Gen3 K&C设计在机械方面的最显著区别是什么？

答：对我们的Gen3 K&C机的最大改进来自于新型塔式设计。与传统的横梁概念相比，塔式结构所需的钢材要少得多，而且体积更小、重量更轻，且更易于安装，在制造成本方面也更具竞争力。它允许垂直力从车辆直接施加到地面并产生反应，这提高了刚度，并有效地将无共振运行和测量频率的能力提高到了10Hz。与传统设计一样，新型塔式结构有四个角用于整车测试——两个角可用于测试单轴，单个角可用于开发初期的四分之一车辆测试。

新型塔式结构还为车轮运动传感器(WMS)提供了相对于平台的固定安装位置，因此操作员不再需要担心在轮距或轴距发生变化后重新定位传感器。这一变化避免了以往设计中，因WMS重新定位不当而可能发生的意外损坏。

塔式设计还推动了车辆夹紧解决方案的重新设计。这些简化的机械夹具专为连接塔式结构和测试车辆的上表面而设计，相比于之前笨重且易受灰尘和碎片影响的磁性设计有所改进。

Q3：Gen3 K&C系统的哪些功能旨在促进电动汽车的发展？

答：Gen3 K&C系统具备一系列机械创新，以适应电动汽车的新几何形状和运动学特征：

经过重新设计的转向输入组件采用全新的直线到旋转的设计，可实现对电动汽车进行特性分析所需的零反冲操作以及更大的转向角和转向扭矩。

新型碳纤维车轮运动传感器(WMS)可在绝对和相对模式下以高频率提供更高的数据准确性，并可在更大的车轮运动范围内进行移动和测量。

轴距组件以及VIM（车辆惯性测量）夹具能提供所需的灵活性，以适应包括微型汽车、乘用车和大型SUV在内的更多车辆。此外，我们还加入了测量静态车辆对齐数据的功能，并且无需使用夹具即可快速测量车辆惯性，而精度仅略有降低。

最后，新型高度可调车身夹紧装置具备不同程度的可调节性，能够更轻松地适应不断发展的电动汽车底盘设计。

Q4：重新设计对K&C系统应用软件有何影响？

答：我们的K&C系统用户非常赞赏我们基于脚本的软件解决方案所具备的内在灵活性。在我们的下一代重新设计中，我们对该软件进行了改进，修复了数据采集和稳定性方面的几个错误，简化了多显示器的使用，并增加了多自由度加速度补偿等功能，以提高高频率下的载荷测量精度。 

Q5：新型G3 K&C机可以进行哪些类型的测试？

答：新型乘用车K&C系统可执行各种标准运动学和柔顺性挠度测量应用，包括悬架和转向特性分析、基准测试和目标设置、模型确认、设计变更评估以及问题诊断。它还可用于执行高精度质量和惯性测量、RPC文件播放和操纵分解（转弯研究）。凭借10Hz的运动能力，新型Gen3还可集成到实时机械硬件在环(mHIL)仿真中，以用于执行高保真悬挂子系统调整。 

Q6：重新设计的下一代K&C的测量数据是否与从传统机器获得的测量数据数据具有较好的相关性？

答：是的，我们对两代机器进行了比较测试，结果发现新一代机器的等效差异小于上一代的机器间差异。这是因为两代机器都采用了相同的应变式载荷传感器设计，在静态直流测量和频率方面都具有卓越的测量能力。此外，所有MTS K&C系统（第一代、第二代和第三代）均在出厂前进行了系统级标定，以确保最佳测量精度。这包括对每个角（Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz）进行六自由度(6DOF) 标定，然后进行四角系统对齐。 

Q7：MTS是如何在提高效率的同时提升新型Gen3 K&C机的安全性的？

答：MTS采用了安全等级控制系统，可针对标准操作和设置定义不同的模式。这些模式可通过位于控制电脑附近的可拆卸按键开关进行调节。设置模式能限制系统的最大速度，以降低受伤的可能性，并可对平台进行安全位置监控。在设置过程中，新型手持悬吊式控制开关可使操作员在带电液压动力条件下，安全地在K&C机附近工作，并可对单个轴进行点动操作，以便安装车辆和主轴适配器等组件。

Q8：为像K&C这样复杂而敏感的系统提供维修和维护有多难？

答：首先，MTS K&C机坚固耐用：我们的第一台设备安装于 1998 年，至今仍在运行！其次，K&C无需大量的维护。第三，多年来，我们在世界各地形成了庞大的K&C客户基础，并拥有一支训练有素的服务团队，他们经常为K&C提供服务。除了这支全球服务团队，我们还在明尼苏达州伊登普雷利总部保留了一支专注于K&C产品的核心设计团队。这支联合团队共同为全球K&C客户提供强有力的支持。

Q9：总而言之，我们可以从关于新型Gen3 K&C的讨论中得出什么结论？新型号将于何时上市？我们如何能够了解更多信息？

答：通过应用一系列机械和电气创新来提高效率和扩大K&C系统的实用性，我们选择了一款优秀的产品，并将它变得更好。新型Gen3 K&C系统的数据与传统机器的数据有极佳的关联性，能够提供市场上最佳的数据准确性，并具备更高的性能规格。新机器采用卓越的独立平台运动概念，能够继续提供最高的灵活性和能力。由于占地面积与原先相同，新的系统能够适应现有的实验室，从而为现有机器提供了直接升级的途径。


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